试验台架培训资料.ppt

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1、1,1,试验台架简介,1,2,1、试验车间总体介绍 2、发动机基本测试技术 3、生产试验概况 4、开发试验概况 5、排放试验,1,3,第一部分,1,4,1,5,1,6,第二部分发动机基本测试技术,参考：GBT18297-2001汽车发动机性能试验方法,1,7,供气,燃油,功率,进气阻力,排气背压,出水温度,中冷后温,中冷前后压差,燃油系统,空调系统,进气阻力调节阀,排气背压调节阀,冷却水系统,测功机,1、发动机水冷循环系统2、进气空调系统3、模拟中冷系统4、燃油系统5、排气系统6、测功机与其控制系统7、发动机油门控制系统8、测量系统,模拟中冷器系统,1,8,台架系统以及基本控制要求、燃油系统

2、牌号:符合GB252的0#轻柴油（夏季）或-10#轻柴油（冬季）燃油温度:402 进回油压力：根据发动机要求来定（目前试验控制在-50KPA+50KPA）2、机油：牌号15W/40 CF 要求：水分0.2%运动粘度12.25-16.3mm2/s100 机械杂质0.01%3、冷却水系统-为发动机提供冷却液 50%乙二醇（生产台架用30%乙二醇）出水温度控制在855（GB/T18297-2001推荐值885）。4、进气系统-提供标准进气 进气温度：255 压力：1002KPA 湿度：50%10%（对排放影响较大）5、排气系统-将气缸内燃烧后的废气排到室外 发动机相联的排气管直径应大于76mm，并尽

3、快转换到102mm；尽量减少整个排气管路的弯头和异形管路，排气管路内表面应光整；整个排气管路密封可靠，以保证排气不被稀释。排气背压10.31KPA（欧四控制在151KPA）6、模拟中冷器系统-冷却增压气体 额定点中冷后温：502（进气温度不大于环境温升25）额定点中冷前后压差13.61KPA,1,9,测试参数以及系统仪器要求、转速：误差不超过所测量值的0.5%DCEC使用转速传感器测量测功机的转速。、扭矩：误差不超过所测发动机最大扭矩值的%3、温度冷却液温度:靠近发动机出口或进口处测量；误差不超过2K。燃油温度:燃油泵进口处；误差不超过2K。机油温度：在主油道测量；误差不超过2K。排气温度：传

4、感器测头离发动机排气歧管出口或涡轮机出口50mm，位于排气管道中心，传感器逆 气流方向；误差不超过15K。4、压力进气阻力：发动机进气口上游150mm处测量，测头与管内壁齐平；误差不超过 0.05kpa。排气背压：发动机排气歧管出口或涡轮机出口75mm处，测头与管内壁齐平；误差不超过0.2kpa。增压器的压气机进口压力：压气机进口管壁，测头与管内壁齐平，误差不超过0.1kpa。增压器的压气机出口压力：压气机出口管壁，测头与管内壁齐平，误差不超过1kpa。进气歧管压力（中冷后压力）：机油压力:在主油道或其它有代表性的位置测量；压力表精度为1.5级。曲轴箱压力（漏气量）：曲轴箱通风管，误差不超过0

5、.02kpa。爆发压力：在喷油器孔处测量，压力表精度为1.5级。,1,10,测试参数以及系统仪器要求 5、油耗：误差不超过所测量值的%S733称重式测量6、烟度测量 烟度有两种测试方法和相应的两种标准：一是全负荷的稳态烟度，即在发动机实验台上以相对稳定的转速下逐点测量的烟度值。另一种是动态烟度或自由加速烟度，即发动机在工况速度变化中测得的烟度值。烟可分为黑烟、白烟和兰烟三种。白烟是喷射后没有燃烧完的液滴，其直径大于1u，兰烟是已蒸发的油在凝结而得到的直径小于0.5u，黑烟是液滴在高温区内得不到充分的氧化而分解出来的碳渣，这三种烟都会污染空气，使公路上的能见度下降。测量位置：采样探头应安装在远离

6、柴油机排气总管法兰的不变直径的直管段上。两种测量原理：1、滤纸烟度计（佛山烟度仪、AVL415S）2、不透光烟度计（AVL439S）对于滤纸烟度计而言，只对黑烟起过滤作用，而不透光仪，对三种烟都能作出反应。,1,11,测试参数以及系统仪器要求 7、漏气量测量 漏气量反映了活塞组与缸孔之间的配合精度和密封情况。燃烧室内的一部分气体通过缸壁和活塞组之间的缝隙向下窜入曲轴箱内，再通过曲轴箱通风管排往大气。漏气量测量仪器（WEST CELL7#AVL442S）测量曲轴箱压力,1,12,第三部分生产试验概况,1,13,生产试验能力 BCLISBeISDe30ISDe40ISLe30ISLe40按照6分钟

7、出厂试验规 范，12分钟/台；BGeCGe45分钟/台。,1,14,生产试验流程图,1,15,奕科台架 奕科台架杭州奕科电子有限公司生产制造设备较简易，操作方便，主要用于6分钟生产试验。试验中控制参数：标准空气-压力、温度、湿度；进气歧管温度（中冷后温）；燃油进油温度、燃油进回油压力、进气阻力、排气背压等参数。6分钟出厂试验不控制出水温度。测量参数：发动机转速、扭矩、烟度、漏气量、燃油消耗率、进气歧管温度压力、机油压力、燃油温度、排气温度、进出水温度、燃油进回油阻力等参数。特点：1、水力测功机测量精度、响应速度方面不如电涡流和电力测功机。2、各项参数控制效果稍差。3、各项参数测量位置和规范稍有

8、出入，目的是便于快速连接管路。,1,16,W4#SYTECH台架 W4#台架由美国SYTECH制造，由独立的箱体结构造成，集成了进气空调，流量计，换气系统，水系统，燃油系统，控制系统等所有试验所需要的元素。系统能够自动和电控机ECM通讯。其测功机由德国申克公司提供：独有的绕性支承结构，保持很高的响应灵敏度；不易磨损、振动；不受湿度影响；无迟滞现象低维护润滑轴承；闭式循环冷却水；冷却水流监测；出水口温度保护开关技术数据。,1,17,west test cell-4 SYTECH 可控制参数有：进气阻力、排气背压、中冷后温、中冷前后压差和燃油温度压力等。测量参数有：转速、扭矩、功率、烟度、燃油消耗

9、、进气温度压力、进气歧管温度压力、机油温度压力、漏气量、燃油温度、涡前涡后温度、进出水温度压力、水套压力、进气阻力、排气背压、燃油进回油阻力(天然气)等参数。天然气进气压力：BGe 350560KPA(from datasheet),1,18,1,19,第四部分开发试验概况,1,20,开发试验能力发动机的衡量指标：动力性、经济性、排放法规、可靠性。,1,21,产品台架简介,AVL台架 AVL李斯特内燃机及测试设备公司，从事内燃机设计、开发、动力总成研究分析以及有关测试系统和设备开发制造。发动机测试设备特点：1.采用先进的CAN现场总线通讯协议。2.具有简化的网络特性，并可使多套测控系统联网，系

10、统的功能扩展不需要重新布 线，可就近接在原有的模块上非接触，无磨损的数字电位器给定方式。3.数字分段PID调节控制转速、负荷，保证控制的稳定性。4.各种控制特性的无扰动切换。5.多种控制特性可满足发动机试验的要求，模拟不同试验工况。6.模块化设计使结构简化，具有无可比拟的可靠性和可维护性。7.数字密码授权，保证了测控仪关键参数不能越权操作。8.越限三级报警（报警、保护、紧急停车）。9.功能齐全的软件支持。10.各测量参数的数字化标定，取代了传统的电位器标定。11.用户可随意编制线性化表格，以运用各种非线性输出的传感器。,1,22,AVL台架目前使用的是电涡流测功机，电涡流测功机的优点是:1、吸

11、收功率大,转动惯量小,动态响应速度快 2、测试精度高，工作稳定可靠 3、体积小、安装容易、维护方便、使用寿命长。4、电涡流在特性范围内可以很简单的做到恒扭矩控制。5、适用于高转速、大功率发动机的转矩和功率测试。缺点：不能通过自身加载励磁电流来测试被测发动机的转堵特性。,1,23,AVL台架基本控制参数：进气阻力、排气背压、中冷后温、中冷前后压差和燃油温度压力等。基本测量参数：转速、扭矩、功率、烟度（滤纸式烟度和不透光烟度）、燃油消耗、进气温度压力、进气歧管温度压力、机油温度压力、漏气量、燃油温度、涡前涡后温度、进出水温度压力、水套压力、进气阻力、排气背压、燃油进回油阻力等参数。特点：1、电涡流

12、测功机测量精度、响应速度较好，便于发动机的控制。2、各项参数控制精确。3、各项参数测量位置严格安装规范（参考GB18297-2001），测量精确。,1,24,性能试验-满足汽车性能试验规范，检测发动机的动力性、经济性、以及排放性能。发动机的几种特性曲线 1、速度特性 发动机油门固定，转速有低到高，在整个工作转速范围内，在平均间隔的各个转速点上，实测发动机的输出扭矩、功率、燃油消耗量以及比油耗率等值，然后以发动机转速为横坐标，以上述实测值为纵坐标，绘制出上述实测值和转速的关系曲线。同时根据需要，曲线还可以包括烟度、排气温度、进气管的压力、空燃比、压力升高率、机械效率等其他参数随转速变化的曲线。油

13、门固定在100%的位置，即为外特性曲线。2、负荷特性 指发动机转速不变的条件下，仅调整油门开度，测量发动机的输出功率、燃油消耗量、比油耗以及烟度等参数，然后以发动机输出功率或油门开度为横坐标、以燃油消耗量、比油耗率和烟度为纵坐标，绘制出性能曲线，即称为负荷特性曲线。3、调速特性 发动机的调速特性取决于油泵调速器的结构原理和特性。常见试验：-外特性-万有特性,1,25,可靠性试验-模拟各种苛刻运行条件考核发动机相关零部件的寿命。常见可靠性试验类型：凸轮轴试验，用来评价挺杆体和凸轮轴的磨损特性。热冲击试验，用来检验发动机零部件在极端温度条件下承受冷热冲击的能力。三阶段热停机试验，评价发动机在极端热

14、负荷与机械负荷交织状态下的耐久性。6循环试验，发动机运行在正常条件下变工况持续运转，来考核发动机的有效寿命。热箱试验，考核发动机整机及各零部件的在提高出水及进气温度，恒定载荷及转速条件下的可靠性和耐久性。超速试验，考核发动机在高速状态下的耐久性和可靠性，考核在强加于发动机的极端转速下的零部件强度。,1,26,第四部分排放台架,1,27,排放台架简介,1,28,柴油机排气,柴油机,二次稀释空气,称重滤纸,分流排放测量系统-west cell 7,气体排放测量（CEB-）,颗粒测量（AVL-472）,AVL-439,1,29,排放设备-CEBII,CEBII包括:PC氮氧分析仪碳氢分析仪采样单元氧

15、气分析仪二氧化碳分析仪一氧化碳分析仪,1,30,测量原理氢火焰离子法（FID）的工作原理是利用碳氢化合物在氢火焰的2000左右高温中燃烧时可离子化成电子和自由离子，其离子数基本与碳原子数成正比。HC在氢火焰中分解出的离子在离子吸收极板间的电压作用下形成电子流，其电流大小代表了样气中碳原子浓度，因此FID检测的结果是样气中的碳原子ppm值。非分光红外线法（NDIR）是目前测定CO的最好方法，其工作原理是基于测量气体对特定波长红外线的能量吸收。CO能吸收波长为4.55.0m的红外线，具有吸收峰值，样气中CO的浓度可通过红外线透过一定长度该气体后的透射能量得到。为了减小其他气体干扰，在样气室前设置滤

16、波室来过滤掉其他干扰气体所对应的波长。化学发光法（CLD）用于分析排气中的NOx，CLD只能直接测定NO。样气中和过量臭氧在反应室中混合并发生化学反应，生成NO2，其中约10左右处于电子激发态，当激发态的NO2衰减到基态时发射波长0.63m光子，化学发光强度与NO和臭氧浓度乘积成正比，还与测量条件有关，但当测量条件不变且臭氧浓度恒定并远高于NO浓度时，化学发光强度与NO成正比。而测量NOx实际是测量NO和NO2的总和，因此在测量前首先要将排气中的NO2转化成NO。,1,31,排放设备-SPC472颗粒物(PM)指温度不超过325K(52)的稀释排气中，由规定的过滤介质上收集到的所有物质。,测量

17、过程:从排气管采样的样气与稀释气在稀释通道内混合后通过过滤介质后会在其上留下颗粒物,然后称量其上收集的物质的质量,输入PC的结果程序中便得到了PM的值.,1,32,13#FEV排放试验台架 13#台架由德国知名内燃机企业FEV公司制造，企业主要从事发动机技术研究开发，生产与发动机检测设备等，特别是在测功机和台架减震方面更突出。13#台架测功机是公司唯一一台电力测功机，测功机响应速度快，是可以 反拖，检测发动机的损失功率，也可以做ETC瞬态性能试验。气体检测设备由德国PIERBURG公司提供的AMA4000.颗粒分析仪有日本HORIBA公司提供的部分流MDLT-1300T是采用部分流方式对发动机

18、排气中的颗粒物进 行测 量，按照一定比例对排气进行采样、稀释，然后通过过滤 的方式采集稀释排气中的颗粒物。不仅可以适用于通用 发动机，而且还可以通过设定1/500以上的分割比，适用于大型 发动机，取代全通道实现高精度采样。在稀释空气 流量检测中，采用了高精度的文丘里流量计，流量控制进一步通过运用HORIBA独特的前馈+PI控制，使小机身和 高精度检 测这二种相反的条件同时成立。MDLT-1300T系列可以确保尾气中的PM检测准确、简便易行。特点采用高精度的文丘里流量计VFM。稀释空气采用文丘里流量计测量，通过对稀释后样气样品用文丘里流量计进行校正，可以获得高精度的稀释比精度。通过采用前馈+PI

19、控制方式，可以进行稳定、高精度的流量控制。稀释方式 基于排气流量以模拟量信号形式输入的实时控制基于经过时间补偿的已知排气流量进行控制 流量控制方式 比例取样方式.固定稀释比方式.固定流量方式 稀释通道流量 65130L/min.稀释比 420,1,33,FEV台架FEV台架具有良好的减振效果，传动部件的耐久性较好。可控制参数有：进气阻力、排气背压、中冷后温、中冷前后压差和燃油温度压力等。测量参数有：转速、扭矩、功率、烟度、燃油消耗、进气温度压力、进气歧管温度压力、机油温度压力、漏气量、燃油温度、涡前涡后温度、进出水温度压力、水套压力、进气阻力、排气背压、燃油进回油阻力等参数。AMA4000用于测量NOx、CH、CO等的含量。Horiba用于颗粒的分析。,产品台架简介,1,34,天燃气发动机试验,1,35,Thanks!,